KR101334405B1 - 개선된 필름 얼라인 장치 및 방법, 및 이를 구비한 필름 인쇄 장치 및 인쇄 방법 - Google Patents

개선된 필름 얼라인 장치 및 방법, 및 이를 구비한 필름 인쇄 장치 및 인쇄 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 개선된 필름 얼라인 장치 및 방법, 및 이를 구비한 필름 인쇄 장치 및 인쇄 방법을 개시한다.
본 발명에 따른 필름 얼라인 장치는 플레이트 상에 위치되며, 상기 플레이트에 진공 흡착 방식으로 흡착된 필름의 인쇄 영역(PR)과 인쇄롤 간의 얼라인 상태를 확인하기 위한 얼라인 카메라; 상기 플레이트의 X축, Y축, 및 θ축 방향의 얼라인 동작을 수행하는 얼라인 스테이지; 상기 얼라인 카메라에 의해 확인된 미스얼라인 상태에 따라 상기 얼라인 스테이지의 상기 얼라인 동작을 제어하는 컨트롤러; 및 상기 플레이트의 전후 양단에 장착되는 제 1 및 제 2 가이드롤을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

개선된 필름 얼라인 장치 및 방법, 및 이를 구비한 필름 인쇄 장치 및 인쇄 방법{Improved Apparatus and Method of Aligning Film, and Film Printing Apparatus and Method Having the Same}
본 발명은 개선된 필름 얼라인 장치 및 방법, 및 이를 구비한 필름 인쇄 장치 및 인쇄 방법에 관한 것이다.
좀 더 구체적으로, 본 발명은 스테이지 전후 양단에 한 쌍의 가이드롤을 제공하여 플레이트와 인쇄롤 간의 얼라인 동작 시 플레이트 상에 진공 흡착된 필름에 주름 발생이 방지되어 인쇄 불량 발생 가능성이 최소화되고, 필름의 인쇄 품질이 현저하게 향상되며, 필름 손상이 방지되어 전체 공정 시간 및 비용이 절감되는 개선된 필름 얼라인 시스템 및 방법, 및 이를 구비한 필름 인쇄 장치 및 인쇄 방법에 관한 것이다.
최근에 RFID 안테나, 폴리머 트랜지스터, 유연성 디스플레이, 솔라 셀과 같은 전자소자 등을 생산하는 인쇄방식으로 인쇄 전자(Printing Electronics) 분야가 각광받고 있다. 이러한 전자소자는 일반적인 인쇄 장치에 의해 제조되며, 그 정밀도를 수 내지 수십 미크론으로 유지하여야만 전자소자의 기능을 수행할 수 있는 제품이 양산될 수 있다.
상술한 전자소자를 제조하기 위해 사용되는 인쇄 장치에서는 정확한 인압 제어가 기능성 잉크의 전사율을 높이고 균일한 전사 품질을 보장하는 중요한 역할을 하게 된다. 또한, 절연성, 반도체성, 전도성 등의 기능성 잉크를 중첩 인쇄하여 트랜지스터 등의 전자 소자를 제조하기 위해서는 각각의 잉크층의 정렬 맞춤 정밀도도 수 내지 수십 미크론 수준으로 높여야 한다.
종래 기술의 인쇄 장치로는 예를 들어 옵셋 인쇄의 경우 3개의 롤(그라비아롤, 인쇄롤, 및 백업롤을 사용하는 롤투롤 방식의 인쇄 장치, 또는 2개의 롤(그라비아롤 및 인쇄롤)을 사용하고 또한 필름이 플레이트 상에 공급된 후 진공 흡착 방식으로 고정된 상태에서 인쇄가 이루어지는 롤투플레이트 방식의 필름 인쇄 장치가 사용되고 있다.
도 1a는 종래 기술에 따른 롤투플레이트 방식의 필름 인쇄 장치를 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 1b는 종래 기술에 따른 롤투플레이트 방식의 필름 인쇄 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 종래 기술에 따른 롤투플레이트 방식의 필름 인쇄 장치(100)는 수직방향으로 상대적으로 이동 가능하게 제공되는 그라비아롤(110); 플레이트(130)를 지지하는 메인 프레임(140); 상기 메인 프레임(140) 상에 제공되며, 상기 플레이트(130)의 X축, Y축, 및 θ축의 얼라인을 제어하는 얼라인 스테이지(132); 상기 그라비아롤(110)과 상기 플레이트(130)의 사이에서 수직방향으로 상대적으로 이동 가능하게 제공되는 인쇄롤(120); 상기 플레이트(130) 상에서 이동가능하게 공급되는 필름(150); 상기 플레이트(130)와 연결되도록 제공되며, 상기 필름(150)을 상기 플레이트(130) 상에 진공 방식으로 흡착하는 진공 흡착 시스템(170); 상기 필름(150)을 공급하는 공급롤(160a); 및 상기 필름(150)을 회수하는 회수롤(160b)로 구성된다.
상술한 종래 기술에 따른 롤투플레이트 방식의 필름 인쇄 장치(100)에 사용되는 진공 흡착 시스템(170)은 플레이트(130) 상에 제공되는 복수의 에어 흡입구(172), 및 상기 복수의 에어 흡입구(172)와 연결되는 진공 펌프(174)로 구성된다. 이러한 진공 흡착 시스템(170)은 진공 펌프(174)에 의해 복수의 에어 흡입구(172)를 통해 필름(150)을 플레이트(130) 상에 흡착시켜, 인쇄 동작 시 필름(150)의 흡착상태를 유지한다. 도 1a에 도시된 진공 흡착 시스템(170)에서는 플레이트(130)에 복수의 에어 흡입구(172)가 형성되는 것으로 예시적으로 도시되어 있지만, 당업자라면 복수의 에어 흡입구(172) 대신 플레이트(130) 자체가 예를 들어 스테인리스 또는 알루미늄과 같은 다공질 금속 재질, 다공질 세라믹 재질, 다공질 실리콘 재질로 구현될 수 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다. 이 경우, 진공 펌프(174)는 에어 유로(미도시)를 통해 다공질 재질의 플레이트(130)와 연결된다. 다공질 재질로 구현되는 플레이트(130) 및 플레이트(130)와 진공 펌프(174) 간의 연결 관계는 예를 들어 동경 엘렉트론 주식회사 명의로 2006년 7월 9일자로 "부상식 기판 반송 처리 장치"라는 발명의 명칭으로 대한민국 특허출원 제 10-2006-0067297호로 출원되고, 2007년 1월 24일자로 공개된 대한민국 공개 특허 제10-2007-0011153호에 상세히 기술되어 있다.
상술한 종래 기술에 따른 롤투플레이트 방식의 필름 인쇄 장치(100)에서는, 그라비아롤(110) 상에 양각 또는 음각으로 형성된 인쇄 패턴(미도시)에 대응되는 인쇄 홈 내에 또는 돌기 상에 잉크가 제공된다. 그 후, 그라비아롤(110)이 인쇄롤(120)에 접촉하도록 그라비아롤(110)과 인쇄롤(120)이 수직 방향으로 상대적으로 이동하여 인쇄 패턴용 잉크를 인쇄롤(120)에 전사한다. 여기서 그라비아롤(110)과 인쇄롤(120)의 수직 방향 상대 이동은 그라비아롤(110)이 정지하고 인쇄롤(120)이 수직 방향으로 이동하는 경우, 인쇄롤(120)이 정지하고 그라비아롤(110)이 수직 방향으로 이동하는 경우, 및 그라비아롤(110) 및 인쇄롤(120)이 함께 수직 방향으로 이동하는 경우를 모두 포함한다.
그 후, 진공 흡착 시스템(170)에 의해 필름(150)은 플레이트(130)에 흡착 상태를 유지한다. 그 후, 인쇄롤(120)은 필름(150)에 접촉하도록 수직 방향으로 이동하여 전사된 인쇄 패턴용 잉크를 필름(150)에 인쇄함으로써 필름(150) 상에 인쇄 패턴이 형성된다. 이를 위해, 필름(150)은 인쇄롤(120) 및 플레이트(130) 사이에서 공급롤(160a)로부터 회수롤(160b)로 수평 방향으로 공급된다. 이러한 필름(150)은 예를 들어, 플렉시블 인쇄 회로 기판(Flexible Printing Circuit)과 같은 플렉시블 기판일 수 있다.
상술한 종래 기술의 롤투플레이트 방식의 필름 인쇄 장치(100)를 사용하여 필름(150) 상에 인쇄하기 위해서는 먼저 필름(150) 상의 인쇄 영역과 인쇄롤(120) 간의 얼라인이 이루어져야 한다.
도 1c 및 도 1d는 종래 기술에 따른 롤투플레이트 방식의 필름 인쇄 장치를 사용하여 필름 상의 인쇄 영역과 인쇄롤 간의 얼라인 동작을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 1c 및 도 1d를 도 1a 및 도 1b와 함께 참조하면, 필름(150)이 공급롤(160a) 및 회수롤(160b)에 의해 플레이트(130) 상에서 공급된 후 진공 흡착 시스템(170)에 의해 플레이트(130) 상에 흡착 상태로 고정된다. 이 경우, 필름(150) 상의 인쇄 영역(PR)이 인쇄롤(120)에 대해 예를 들어 인쇄 방향(도 1c에서 X 방향)으로 폭(W)만큼 미스얼라인된 경우(도 1c 참조), 인쇄롤(120)이 고정된 상태에서 플레이트(130)를 각도 θ만큼 반시계 방향으로 회전시켜 인쇄롤(120)과 인쇄 영역(PR) 간의 얼라인이 이루어진다(도 1d 참조). 인쇄롤(120)과 필름(150) 상의 인쇄 영역(PR) 간의 얼라인이 이루어진 상태에서 인쇄롤(120)의 인쇄 패턴(미도시)이 필름(150) 상의 인쇄 영역(PR)과 접촉 및 전사되어 인쇄가 이루어진다. 도 1c에서는 설명의 편의상 미스얼라인된 인쇄 방향의 폭(W)이 상당히 과장되게 도시되어 있으며, 실제로는 예를 들어 수 내지 수십 ㎛ 정도의 매우 작은 값이라는 점에 유의하여야 한다.
그러나, 종래 기술에 따른 롤투플레이트 방식의 필름 인쇄 장치에서 필름 상의 인쇄 영역과 인쇄롤 간의 얼라인 동작 및 인쇄 동작은 다음과 같은 문제를 발생시킨다.
다시 도 1c 및 도 1d를 참조하면, 필름(150) 상의 인쇄 영역(PR)과 인쇄롤(120)을 얼라인시키기 위해 플레이트(130)를 각도 θ만큼 반시계 방향으로 회전시키면, 플레이트(130) 상에 진공 흡착된 필름(150)도 함께 회전하게 되어, 플레이트(130)의 전후 양단 부근의 필름(150) 상에서 주름(crease: 152)이 발생하거나, 플레이트(130) 상에서 필름(150)의 진공 흡착 상태가 파괴되거나, 또는 심한 경우 필름(150) 자체가 손상될 수 있다.
상술한 바와 같이 필름(150) 상에 주름(152)이 발생하거나 또는 플레이트(130) 상에서 필름(150)의 진공 흡착 상태가 파괴되는 경우, 인쇄롤(120) 상의 인쇄 패턴(미도시)이 인쇄 영역(PR) 상에 정밀한 전사가 이루어지 못하여 인쇄 품질이 저하되거나 인쇄 불량이 발생한다.
또한, 필름(150) 자체가 손상되는 경우, 인쇄롤(120)을 이용한 인쇄 패턴(미도시)의 인쇄가 불가능할 뿐만 아니라, 필름(150)의 손상된 부분을 제거한 후 회수롤(160b)에 연결하거나 또는 사용 중인 필름(150) 전체를 새로운 필름으로 교체하여야 한다. 따라서, 인쇄 동작의 중단에 따른 전체 인쇄 공정 시간(tact time)이 증가하고 또한 비용이 증가하므로 생산성이 낮아진다.
상술한 문제점들은 특히 고정세 인쇄 패턴과 같이 더 높은 정밀도를 갖는 롤투플레이트 방식의 필름 인쇄 장치의 사용이 요구되는 고집적도의 전자소자의 제조를 불가능하게 하는 장애 요인이 된다.
따라서, 상술한 문제점을 해결하기 위한 새로운 방안이 요구된다.
대한민국 공개 특허 제10-2007-0011153호
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 플레이트 전후 양단에 한 쌍의 가이드롤을 제공하여 플레이트와 인쇄롤 간의 얼라인 동작 시 플레이트 상에 진공 흡착된 필름에 주름 발생이 방지되어 인쇄 불량 발생 가능성이 최소화되고, 필름의 인쇄 품질이 현저하게 향상되며, 필름 손상이 방지되어 전체 공정 시간 및 비용이 절감되는 개선된 필름 얼라인 시스템 및 방법, 및 이를 구비한 필름 인쇄 장치 및 인쇄 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 필름 얼라인 장치는 플레이트 상에 위치되며, 상기 플레이트에 진공 흡착 방식으로 흡착된 필름의 인쇄 영역(PR)과 인쇄롤 간의 얼라인 상태를 확인하기 위한 얼라인 카메라; 상기 플레이트의 X축, Y축, 및 θ축 방향의 얼라인 동작을 수행하는 얼라인 스테이지; 상기 얼라인 카메라에 의해 확인된 미스얼라인 상태에 따라 상기 얼라인 스테이지의 상기 얼라인 동작을 제어하는 컨트롤러; 및 상기 플레이트의 전후 양단에 고정 장착되는 제 1 및 제 2 가이드롤을 포함하고, 상기 얼라인 동작 시 상기 제 1 및 제 2 가이드롤과 접촉하는 필름 부분에 상기 X축 및 상기 Y축 방향의 이동 및 상기 θ축 방향의 비틀림 중 어느 하나 또는 양자가 발생하여 상기 플레이트에 흡착된 상기 필름에 인가되는 외력이 상쇄되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 필름 인쇄 장치는 수직방향으로 상대적으로 이동 가능하게 제공되는 그라비아롤; 플레이트를 지지하는 메인 프레임; 상기 그라비아롤과 상기 플레이트의 사이에서 수직방향으로 상대적으로 이동 가능하게 제공되는 인쇄롤; 상기 플레이트 상에서 이동가능하게 공급되는 필름; 상기 플레이트와 연결되도록 제공되며, 상기 플레이트 상에서 상기 필름을 진공 방식으로 흡착하는 진공 흡착 시스템; 상기 플레이트 상에 위치되며, 상기 플레이트에 흡착된 상기 필름의 인쇄 영역(PR)과 인쇄롤 간의 얼라인 상태를 확인하기 위한 얼라인 카메라; 상기 플레이트의 X축, Y축, 및 θ축 방향의 얼라인을 제어하는 얼라인 스테이지; 상기 얼라인 카메라에 의해 확인된 미스얼라인 상태에 따라 상기 얼라인 스테이지의 상기 얼라인 동작을 제어하는 컨트롤러; 상기 플레이트의 전후 양단에 고정 장착되는 제 1 및 제 2 가이드롤; 및 상기 필름을 회수하는 회수롤을 포함하고, 상기 얼라인 동작 시 상기 제 1 및 제 2 가이드롤과 접촉하는 필름 부분에 상기 X축 및 상기 Y축 방향의 이동 및 상기 θ축 방향의 비틀림 중 어느 하나 또는 양자가 발생하여 상기 플레이트에 흡착된 상기 필름에 인가되는 외력이 상쇄되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 3 특징에 따른 필름 얼라인 방법은 a) 인쇄롤이 장착되는 지지부재 상에 장착된 얼라인 카메라를 이용하여 플레이트 상에 진공 흡착 방식으로 흡착된 필름 상의 인쇄 영역을 표시하는 얼라인 마크의 영상을 컨트롤러에 전송하는 단계; b) 상기 얼라인 마크의 영상으로부터 상기 인쇄 영역과 상기 인쇄롤 간의 X축 방향 및 Y축 방향의 미스얼라인 값 및 θ축 방향의 미스얼라인 각도를 확인하는 단계; 및 c) 상기 플레이트의 하부에 제공되는 얼라인 스테이지를 이용하여 상기 플레이트를 상기 X축 방향 및 Y축 방향의 미스얼라인 값에 대응되는 보상값만큼 선형이동시키고 또한 상기 미스얼라인 각도의 보상값만큼 회전이동시켜 상기 인쇄 영역과 상기 인쇄롤을 얼라인하는 단계를 포함하고, 상기 필름은 상기 플레이트의 전후 양단에 제공되는 제 1 및 제 2 가이드롤에 의해 주름 발생이 방지되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 4 특징에 따른 필름 인쇄 방법은 a) 인쇄롤이 장착되는 지지부재 상에 장착된 얼라인 카메라를 이용하여 플레이트 상에 진공 흡착 방식으로 흡착된 필름 상의 인쇄 영역을 표시하는 얼라인 마크의 영상을 컨트롤러에 전송하는 단계; b) 상기 얼라인 마크의 영상으로부터 상기 인쇄 영역과 상기 인쇄롤 간의 X축 방향 및 Y축 방향의 미스얼라인 값 및 θ축 방향의 미스얼라인 각도를 확인하는 단계; c) 상기 플레이트의 하부에 제공되는 얼라인 스테이지를 이용하여 상기 플레이트를 상기 X축 방향 및 Y축 방향의 미스얼라인 값에 대응되는 보상값만큼 선형이동시키고 또한 상기 미스얼라인 각도의 보상값만큼 회전이동시켜 상기 인쇄 영역과 상기 인쇄롤을 얼라인하는 단계; 및 d) 상기 인쇄롤을 상기 필름과 접촉시켜 상기 인쇄 영역 상에서 인쇄 동작을 수행하는 단계를 포함하고, 상기 필름은 상기 플레이트의 전후 양단에 제공되는 제 1 및 제 2 가이드롤에 의해 주름 발생이 방지되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 개선된 필름 얼라인 장치 및 방법, 및 이를 구비한 필름 인쇄 장치 및 인쇄 방법을 사용하면 다음과 같은 장점이 달성된다.
1. 가이드롤에 의해 얼라인 동작 시 적어도 플레이트 상의 필름에 주름 발생이 방지되어 인쇄 불량 발생 가능성이 최소화되고 그에 따라 필름의 인쇄 품질이 현저하게 향상된다.
2. 필름의 얼라인 동작 시 플레이트 상에서 필름의 진공 흡착 상태가 유지되며, 또한 필름 자체의 손상이 방지된다.
3. 전체 공정 시간 및 비용이 상당히 절감된다.
4. 상술한 장점들에 의해 특히 고정세 인쇄 패턴을 구비한 고집적도의 전자소자의 제조가 가능해진다.
본 발명의 추가적인 장점은 동일 또는 유사한 참조번호가 동일한 구성요소를 표시하는 첨부 도면을 참조하여 이하의 설명으로부터 명백히 이해될 수 있다.
도 1a는 종래 기술에 따른 롤투플레이트 방식의 필름 인쇄 장치를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 1b는 종래 기술에 따른 롤투플레이트 방식의 필름 인쇄 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 1c 및 도 1d는 종래 기술에 따른 롤투플레이트 방식의 필름 인쇄 장치를 사용하여 필름 상의 인쇄 영역과 인쇄롤 간의 얼라인 동작을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 얼라인 장치 및 이를 구비한 필름 인쇄 장치를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 얼라인 장치 및 이를 구비한 필름 인쇄 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2c 및 도 2d는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 얼라인 장치 및 그 동작을 설명하기 위한 평면도이다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 필름 얼라인 방법을 도시한 플로우차트이다.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 필름 인쇄 방법을 도시한 플로우차트이다.
이하에서 본 발명의 실시예 및 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 얼라인 장치 및 이를 구비한 필름 인쇄 장치를 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 얼라인 장치 및 이를 구비한 필름 인쇄 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 얼라인 장치(201)는 플레이트(230) 상에 위치되며, 상기 플레이트(230)에 진공 흡착 방식으로 흡착된 필름(250)의 인쇄 영역(PR)과 인쇄롤(220) 간의 얼라인 상태를 확인하기 위한 얼라인 카메라(282); 상기 플레이트(230)의 X축, Y축, 및 θ축 방향의 얼라인 동작을 수행하는 얼라인 스테이지(232); 상기 얼라인 카메라(282)에 의해 확인된 미스얼라인 상태에 따라 상기 얼라인 스테이지(232)의 상기 얼라인 동작을 제어하는 컨트롤러(284); 및 상기 플레이트(230)의 전후 양단에 장착되는 제 1 및 제 2 가이드롤(280a,280b)을 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 인쇄 장치(200)는 수직방향으로 상대적으로 이동 가능하게 제공되는 그라비아롤(210); 플레이트(230)를 지지하는 메인 프레임(240); 상기 그라비아롤(210)과 상기 플레이트(230)의 사이에서 수직방향으로 상대적으로 이동 가능하게 제공되는 인쇄롤(220); 상기 플레이트(230) 상에서 이동가능하게 공급되는 필름(250); 상기 플레이트(230)와 연결되도록 제공되며, 상기 플레이트(230)에 상기 필름(250)을 진공 방식으로 흡착하는 진공 흡착 시스템(270); 상기 플레이트(230) 상에 위치되며, 상기 플레이트(230)에 흡착된 상기 필름(250)의 인쇄 영역(PR)과 인쇄롤(220) 간의 얼라인 상태를 확인하기 위한 얼라인 카메라(282); 상기 플레이트(230)의 X축, Y축, 및 θ축 방향의 얼라인 동작을 수행하는 얼라인 스테이지(232); 상기 얼라인 카메라(282)에 의해 확인된 미스얼라인 상태에 따라 상기 얼라인 스테이지(232)의 상기 얼라인 동작을 제어하는 컨트롤러(284); 상기 플레이트(230)의 전후 양단에 장착되는 제 1 및 제 2 가이드롤(280a,280b); 상기 필름(250)을 공급하는 공급롤(260a); 및 상기 필름(250)을 회수하는 회수롤(260b)을 포함한다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 인쇄 장치(200)는 공급롤(260a)과 제 1 가이드롤(280a) 사이 및 회수롤(260b)와 제 2 가이드롤(280b) 사이에 제 1 및 제 2 보조롤(262a,262b)을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 제 1 및 제 2 보조롤(262a,262b)은 필름(250)이 공급될 때 장력을 유지하기 위한 것이다.
도 2a에는 공급롤(260a)과 가이드롤(280a) 사이 및 회수롤(260b)와 가이드롤(280b) 사이에서 각각 1개의 보조롤(즉, 제 1 및 제 2 보조롤(262a,262b))이 사용되는 것으로 예시적으로 도시되어 있지만, 당업자라면 가이드롤(280a) 사이 및 회수롤(260b)와 가이드롤(280b) 사이에서 각각 2개 이상의 보조롤이 사용될 수 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 얼라인 장치(201) 및 이를 구비한 필름 인쇄 장치(200)의 구체적인 구성 및 동작을 상세히 기술하기로 한다.
도 2c 및 도 2d는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 얼라인 장치 및 그 동작을 설명하기 위한 평면도이다.
도 2c 및 도 2d를 도 2a 및 도 2b와 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 인쇄 장치(200)에 사용되는 진공 흡착 시스템(270)은 플레이트(230) 상에 제공되는 복수의 에어 흡입구(272), 및 상기 복수의 에어 흡입구(272)와 연결되는 진공 펌프(274)로 구성된다. 이러한 진공 흡착 시스템(270)은 진공 펌프(274)에 의해 복수의 에어 흡입구(272)를 통해 필름(250)을 플레이트(230)에 흡착시켜, 인쇄 동작 시 필름(250)의 흡착상태를 유지한다. 도 2a에 도시된 진공 흡착 시스템(270)에서는 플레이트(230) 상에 복수의 에어 흡입구(272)가 형성되는 것으로 예시적으로 도시되어 있지만, 당업자라면 복수의 에어 흡입구(272) 대신 플레이트(230) 자체가 예를 들어 스테인리스 또는 알루미늄과 같은 다공질 금속 재질, 다공질 세라믹 재질, 다공질 실리콘 재질로 구현될 수 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다. 이 경우, 진공 펌프(274)는 에어 유로(미도시)를 통해 다공질 재질의 플레이트(230)와 연결된다.
상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 인쇄 장치(200)에서는, 그라비아롤(210) 상에 양각 또는 음각으로 형성된 인쇄 패턴(미도시)에 대응되는 인쇄 홈 내에 또는 돌기 상에 잉크가 제공된다. 그 후, 그라비아롤(210)이 인쇄롤(220)에 접촉하도록 그라비아롤(210)과 인쇄롤(220)이 수직 방향으로 상대적으로 이동하여 인쇄 패턴용 잉크를 인쇄롤(220)에 전사한다. 여기서 그라비아롤(210)과 인쇄롤(220)의 수직 방향 상대 이동은 그라비아롤(210)이 정지하고 인쇄롤(220)이 수직 방향으로 이동하는 경우, 인쇄롤(220)이 정지하고 그라비아롤(210)이 수직 방향으로 이동하는 경우, 및 그라비아롤(210) 및 인쇄롤(220)이 함께 수직 방향으로 이동하는 경우를 모두 포함한다.
그 후, 필름(250)은 인쇄롤(220) 및 플레이트(230) 사이에서 공급롤(260a)로부터 회수롤(260b)로 수평 방향으로 공급된다. 공급된 필름(250)은 진공 흡착 시스템(270)에 의해 플레이트(230) 상에서 흡착 상태를 유지한다. 그 후, 흡착된 제 1 필름 부분(250a) 상의 인쇄 영역(PR)과 인쇄롤(220) 간의 얼라인이 이루어진다.
다시 2c 및 도 2d를 도 2a 및 도 2b와 함께 참조하면, 예를 들어 필름(250) 상의 인쇄 영역(PR)이 인쇄롤(220)에 대해 시계 방향으로 θ만큼 미스얼라인된 상태로 놓여있다고 가정한다(도 2c 참조). 이 경우, 인쇄롤(220)이 장착되는 갠트리와 같은 지지부재(미도시) 상에 장착된 얼라인 카메라(282)가 흡착된 제 1 필름 부분(250a) 상의 인쇄 영역(PR)을 표시하는 얼라인 마크(미도시)의 영상을 유선 또는 무선 방식으로 컨트롤러(284)에 전송한다. 컨트롤러(284)는 수신된 얼라인 마크의 영상으로부터 인쇄 영역(PR)이 인쇄롤(220)에 대해 X 방향 및 Y 방향의 미스얼라인 상태(미도시) 및 시계방향으로 θ만큼 미스얼라인 상태에 있음을 판단한다. 그 후, 컨트롤러(284)는 유선 또는 무선 방식으로 얼라인 스테이지(232)를 이용하여 플레이트(230)를 X 방향 및 Y 방향의 미스얼라인 값에 대응되는 보상값만큼 X 방향 및 Y 방향으로 이동시키고 또한 반시계방향으로 θ만큼 회전이동시켜 필름(250)의 인쇄 영역(PR)과 인쇄롤(220) 간의 얼라인을 행한다.
상술한 바와 같이, 플레이트(230)에 흡착된 제 1 필름 부분(250a)과 인쇄롤(220)을 얼라인하기 위해 컨트롤러(284)는 얼라인 스테이지(232)를 이용하여 플레이트(230)를 X축 방향 및 Y축 방향으로의 미스얼라인값에 대응되는 보상값만큼 선형이동시키고 또한 θ축 방향으로의 미스얼라인값에 대응되는 보상값만큼 회전이동시킨다. 이러한 플레이트(230)의 이동(선형이동 및 회전이동)은 제 1 필름 부분(250a)에 외력(external force)을 인가하게 된다. 이 경우, 제 1 및 제 2 가이드롤(280a,280b)과 각각 접촉 상태에 있는 제 2 및 제 3 필름 부분(250b,250c)은 예를 들어 도 2b에 도시된 얼라인 스테이지(232) 및 얼라인 스테이지(232)에 고정 장착된 제 1 및 제 2 가이드롤(280a,280b)가 X축 방향 및 Y축 방향으로 선형이동함에 따라 -X축 및 -Y축 방향으로 이동하게 되므로 필름(250)이 제 1 및 제 2 가이드롤(280a,280b) 상에서 매우 부드럽게(smoothly) 이동하게 된다. 또한, 회전이동의 경우, 도 2c에 도시된 바와 같이 얼라인 스테이지(232)가 θ축 방향으로 회전함에 따라 얼라인 스테이지(232)에 고정 장착된 제 1 및 제 2 가이드롤(280a,280b)도 함께 회전하게 되어 제 1 및 제 2 가이드롤(280a,280b)과 각각 접촉 상태에 있는 제 2 및 제 3 필름 부분(250b,250c)에 비틀림이 발생한다. 이러한 제 2 및 제 3 필름 부분(250a,250b)의 X축 및 Y축 방향의 이동 및/또는 θ축 방향의 비틀림은 플레이트(230)에 흡착된 필름 부분(250a)에 인가되는 외력을 상쇄시킨다. 그 결과, 얼라인 스테이지(232)에 의한 플레이트(230)의 얼라인 동작 시 흡착된 제 1 필름 부분(250a)에 주름이 발생하지 않으며, 흡착된 제 1 필름 부분(250a)의 흡착 상태가 파괴되는 것이 방지된다. 또한, 필름(250) 자체의 손상도 방지될 수 있다.
만일 제 1 및 제 2 보조롤(262a,262b)이 사용되지 않는 경우에는 공급롤 및 회수롤(260a,260b)과 제 1 및 제 2 가이드롤(280a,280b) 사이의 필름(250)(구체적으로는 제 2 및 제 3 필름 부분(250a,250b))에서 X축 및 Y축 방향의 이동 및/또는 θ축 방향의 비틀림이 발생한다. 이러한 필름(250)의 X축 및 Y축 방향의 이동 및/또는 θ축 방향의 비틀림은 플레이트(230)에 흡착된 필름 부분(250a)에 인가되는 외력을 상쇄시켜 얼라인 스테이지(232)에 의한 플레이트(230)의 얼라인 동작 시 흡착된 제 1 필름 부분(250a)에 주름이 발생하지 않는다.
상술한 바와 같이, 얼라인 장치(201)에 의해 흡착된 제 1 필름 부분(250a)의 인쇄 영역(PR)과 인쇄롤(220) 간의 얼라인이 이루어진 후, 인쇄롤(220)을 흡착된 제 1 필름 부분(250a) 상에 접촉시켜 인쇄 영역(PR) 상에서 인쇄 동작이 이루어진다. 인쇄 동작이 완료되면, 인쇄롤(220)이 상승하여 원래 위치로 이동하고, 진공 흡착 시스템(270)의 진공 상태를 해제한다. 그 후, 필름(250)은 공급롤(260a)에서 회수롤(260b) 방향으로 이동하여 필름(250) 상의 다음번 인쇄 영역(미도시)이 플레이트(230) 상으로 이동한다. 그 후 상술한 바와 같은 동작이 반복되어 필름(250) 상에 인쇄 패턴(미도시)이 순차적으로 인쇄될 수 있다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 필름 얼라인 방법을 도시한 플로우차트이다.
도 3a를 도 2a 내지 도 2d와 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 필름 얼라인 방법(300)은 a) 인쇄롤(220)이 장착되는 지지부재(미도시) 상에 장착된 얼라인 카메라(282)를 이용하여 플레이트(230) 상에 진공 흡착 방식으로 흡착된 필름(250) 상의 인쇄 영역(PR)을 표시하는 얼라인 마크(미도시)의 영상을 컨트롤러(284)에 전송하는 단계(310); b) 상기 얼라인 마크(미도시)의 영상으로부터 상기 인쇄 영역(PR)과 상기 인쇄롤(220) 간의 X축 방향 및 Y축 방향의 미스얼라인 값 및 θ축 방향의 미스얼라인 각도(θ)를 확인하는 단계(320); 및 c) 상기 플레이트(230)의 하부에 제공되는 얼라인 스테이지(232)를 이용하여 상기 플레이트(230)를 상기 X축 방향 및 Y축 방향의 미스얼라인 값에 대응되는 보상값만큼 선형이동시키고 또한 상기 미스얼라인 각도(θ)의 보상값만큼 회전이동시켜 상기 인쇄 영역(PR)과 상기 인쇄롤(220)을 얼라인하는 단계(330)를 포함하고, 상기 필름(250)은 상기 플레이트(230)의 전후 양단에 제공되는 제 1 및 제 2 가이드롤(280a,280b)에 의해 주름 발생이 방지되는 것을 특징으로 한다.
상술한 본 발명의 실시예에 따른 필름 얼라인 방법(300)에서, 상기 단계 a)에서 상기 얼라인 마크의 영상은 유선 또는 무선 방식으로 상기 컨트롤러(284)에 전송되고, 상기 단계 c)에서 상기 라인 스테이지(232)의 상기 선형이동 및 상기 회전이동은 상기 컨트롤러(284)에 의해 유선 또는 무선 방식으로 제어된다.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 필름 인쇄 방법을 도시한 플로우차트이다.
도 3b를 도 2a 내지 도 2d와 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 필름 인쇄 방법(301)은 a) 인쇄롤(220)이 장착되는 지지부재(미도시) 상에 장착된 얼라인 카메라(282)를 이용하여 플레이트(230) 상에 진공 흡착 방식으로 흡착된 필름(250) 상의 인쇄 영역(PR)을 표시하는 얼라인 마크(미도시)의 영상을 컨트롤러(284)에 전송하는 단계(310); b) 상기 얼라인 마크(미도시)의 영상으로부터 상기 인쇄 영역(PR)과 상기 인쇄롤(220) 간의 X축 방향 및 Y축 방향의 미스얼라인 값 및 θ축 방향의 미스얼라인 각도(θ)를 확인하는 단계(320); c) 상기 플레이트(230)의 하부에 제공되는 얼라인 스테이지(232)를 이용하여 상기 플레이트(230)를 상기 X축 방향 및 Y축 방향의 미스얼라인 값에 대응되는 보상값만큼 선형이동시키고 또한 상기 미스얼라인 각도(θ)의 보상값만큼 회전이동시켜 상기 인쇄 영역(PR)과 상기 인쇄롤(220)을 얼라인하는 단계(330); 및 d) 상기 인쇄롤(220)을 상기 필름(250)과 접촉시켜 상기 인쇄 영역(PR) 상에서 인쇄 동작을 수행하는 단계(340)를 포함하고, 상기 필름(250)은 상기 플레이트(230)의 전후 양단에 제공되는 제 1 및 제 2 가이드롤(280a,280b)에 의해 주름 발생이 방지되는 것을 특징으로 한다.
상술한 본 발명의 실시예에 따른 필름 인쇄 방법(301)은 e) 상기 인쇄 동작이 완료된 후, 상기 인쇄롤(220)을 상승시켜 원래 위치로 이동시키는 단계(350); f) 상기 필름(250)의 진공 흡착 상태를 해제하는 단계(360); g) 상기 필름(250)의 후속 인쇄 영역을 상기 플레이트(230) 상으로 이동시키는 단계(370); 및 h) 상기 단계 a) 내지 상기 단계 g)를 반복하는 단계(380)를 추가로 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 필름 인쇄 방법(301)에서, 상기 단계 a)에서 상기 얼라인 마크의 영상은 유선 또는 무선 방식으로 상기 컨트롤러(284)에 전송되고, 상기 단계 c)에서 상기 라인 스테이지(232)의 상기 선형이동 및 상기 회전이동은 상기 컨트롤러(284)에 의해 유선 또는 무선 방식으로 제어된다.
다양한 변형예가 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 본 명세서에 기술되고 예시된 구성 및 방법으로 만들어질 수 있으므로, 상기 상세한 설명에 포함되거나 첨부 도면에 도시된 모든 사항은 예시적인 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술한 예시적인 실시예에 의해 제한되지 않으며, 이하의 청구범위 및 그 균등물에 따라서만 정해져야 한다.
100,200: 인쇄 장치 120,220: 인쇄롤
110,210: 그라비아롤 130,230: 플레이트
132,232: 얼라인 스테이지 140,240: 메인 플레임
150,250: 필름 160a,260a: 공급롤
160b,260b: 회수롤 170,270: 진공 흡착 시스템
172,272: 에어 흡입구 174,274: 진공 펌프
201: 얼라인 장치 262a,262b: 보조롤
280a,280b: 가이드롤 282: 얼라인 카메라
284: 컨트롤러

Claims (14)

  1. 필름 얼라인 장치에 있어서,
    플레이트 상에 위치되며, 상기 플레이트에 진공 흡착 방식으로 흡착된 필름의 인쇄 영역(PR)과 인쇄롤 간의 얼라인 상태를 확인하기 위한 얼라인 카메라;
    상기 플레이트의 X축, Y축, 및 θ축 방향의 얼라인 동작을 수행하는 얼라인 스테이지;
    상기 얼라인 카메라에 의해 확인된 미스얼라인 상태에 따라 상기 얼라인 스테이지의 상기 얼라인 동작을 제어하는 컨트롤러; 및
    상기 플레이트의 전후 양단에 고정 장착되는 제 1 및 제 2 가이드롤
    을 포함하고,
    상기 얼라인 동작 시 상기 제 1 및 제 2 가이드롤과 접촉하는 필름 부분에 상기 X축 및 상기 Y축 방향의 이동 및 상기 θ축 방향의 비틀림 중 어느 하나 또는 양자가 발생하여 상기 플레이트에 흡착된 상기 필름에 인가되는 외력이 상쇄되는
    필름 얼라인 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 얼라인 카메라는 상기 인쇄 영역(PR)과 인쇄롤 간의 얼라인 상태를 유선 또는 무선 방식으로 상기 컨트롤러에 전송하고,
    상기 컨트롤러는 상기 얼라인 스테이지를 유선 또는 무선 방식으로 제어하는
    필름 얼라인 장치.
  4. 필름 인쇄 장치에 있어서,
    수직방향으로 상대적으로 이동 가능하게 제공되는 그라비아롤;
    플레이트를 지지하는 메인 프레임;
    상기 그라비아롤과 상기 플레이트의 사이에서 수직방향으로 상대적으로 이동 가능하게 제공되는 인쇄롤;
    상기 플레이트 상에서 이동가능하게 공급되는 필름;
    상기 플레이트와 연결되도록 제공되며, 상기 플레이트 상에서 상기 필름을 진공 방식으로 흡착하는 진공 흡착 시스템;
    상기 플레이트 상에 위치되며, 상기 플레이트에 흡착된 상기 필름의 인쇄 영역(PR)과 인쇄롤 간의 얼라인 상태를 확인하기 위한 얼라인 카메라;
    상기 플레이트의 X축, Y축, 및 θ축 방향의 얼라인을 제어하는 얼라인 스테이지;
    상기 얼라인 카메라에 의해 확인된 미스얼라인 상태에 따라 상기 얼라인 스테이지의 상기 얼라인 동작을 제어하는 컨트롤러;
    상기 플레이트의 전후 양단에 고정 장착되는 제 1 및 제 2 가이드롤;
    상기 필름을 공급하는 공급롤; 및
    상기 필름을 회수하는 회수롤
    을 포함하고,
    상기 얼라인 동작 시 상기 제 1 및 제 2 가이드롤과 접촉하는 필름 부분에 상기 X축 및 상기 Y축 방향의 이동 및 상기 θ축 방향의 비틀림 중 어느 하나 또는 양자가 발생하여 상기 플레이트에 흡착된 상기 필름에 인가되는 외력이 상쇄되는
    필름 인쇄 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 진공 흡착 시스템은
    상기 플레이트 상에 제공되는 복수의 에어 흡입구; 및
    상기 복수의 에어 흡입구와 연결되는 진공 펌프
    로 구성되는 필름 인쇄 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 플레이트는 다공질 금속 재질, 다공질 세라믹 재질, 및 다공질 실리콘 재질 중 어느 하나로 구현되고,
    상기 진공 펌프는 에어 유로를 통해 상기 플레이트와 연결되는
    필름 인쇄 장치.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 필름 인쇄 장치는 상기 공급롤과 상기 제 1 가이드롤 사이 및 상기 회수롤과 상기 제 2 가이드롤 사이에 각각 하나 이상의 제 1 및 제 2 보조롤을 추가로 포함하는 필름 인쇄 장치.
  8. 삭제
  9. 제 4항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 얼라인 카메라는 상기 인쇄 영역(PR)과 인쇄롤 간의 얼라인 상태를 유선 또는 무선 방식으로 상기 컨트롤러에 전송하고,
    상기 컨트롤러는 상기 얼라인 스테이지를 유선 또는 무선 방식으로 제어하는
    필름 인쇄 장치.
  10. 필름 얼라인 방법에 있어서,
    a) 인쇄롤이 장착되는 지지부재 상에 장착된 얼라인 카메라를 이용하여 플레이트 상에 진공 흡착 방식으로 흡착된 필름 상의 인쇄 영역을 표시하는 얼라인 마크의 영상을 컨트롤러에 전송하는 단계;
    b) 상기 얼라인 마크의 영상으로부터 상기 인쇄 영역과 상기 인쇄롤 간의 X축 방향 및 Y축 방향의 미스얼라인 값 및 θ축 방향의 미스얼라인 각도를 확인하는 단계; 및
    c) 상기 플레이트의 하부에 제공되는 얼라인 스테이지를 이용하여 상기 플레이트를 상기 X축 방향 및 Y축 방향의 미스얼라인 값에 대응되는 보상값만큼 선형이동시키고 또한 상기 미스얼라인 각도의 보상값만큼 회전이동시켜 상기 인쇄 영역과 상기 인쇄롤을 얼라인하는 단계
    를 포함하고,
    상기 필름은 상기 플레이트의 전후 양단에 제공되는 제 1 및 제 2 가이드롤에 의해 주름 발생이 방지되는
    필름 얼라인 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 단계 a)에서 상기 얼라인 마크의 영상은 유선 또는 무선 방식으로 상기 컨트롤러에 전송되고,
    상기 단계 c)에서 상기 라인 스테이지의 상기 선형이동 및 상기 회전이동은 상기 컨트롤러에 의해 유선 또는 무선 방식으로 제어되는
    필름 얼라인 방법.
  12. 필름 인쇄 방법에 있어서,
    a) 인쇄롤이 장착되는 지지부재 상에 장착된 얼라인 카메라를 이용하여 플레이트 상에 진공 흡착 방식으로 흡착된 필름 상의 인쇄 영역을 표시하는 얼라인 마크의 영상을 컨트롤러에 전송하는 단계;
    b) 상기 얼라인 마크의 영상으로부터 상기 인쇄 영역과 상기 인쇄롤 간의 X축 방향 및 Y축 방향의 미스얼라인 값 및 θ축 방향의 미스얼라인 각도를 확인하는 단계;
    c) 상기 플레이트의 하부에 제공되는 얼라인 스테이지를 이용하여 상기 플레이트를 상기 X축 방향 및 Y축 방향의 미스얼라인 값에 대응되는 보상값만큼 선형이동시키고 또한 상기 미스얼라인 각도의 보상값만큼 회전이동시켜 상기 인쇄 영역과 상기 인쇄롤을 얼라인하는 단계; 및
    d) 상기 인쇄롤을 상기 필름과 접촉시켜 상기 인쇄 영역 상에서 인쇄 동작을 수행하는 단계
    를 포함하고,
    상기 필름은 상기 플레이트의 전후 양단에 제공되는 제 1 및 제 2 가이드롤에 의해 주름 발생이 방지되는
    필름 인쇄 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 필름 인쇄 방법은
    e) 상기 인쇄 동작이 완료된 후, 상기 인쇄롤을 상승시켜 원래 위치로 이동시키는 단계;
    f) 상기 필름의 진공 흡착 상태 및 고정 상태를 해제하는 단계;
    g) 상기 필름 상의 후속 인쇄 영역을 상기 플레이트 상으로 이동시키는 단계; 및
    h) 상기 단계 a) 내지 상기 단계 g)를 반복하는 단계
    를 추가로 포함하는 필름 인쇄 방법.
  14. 제 12항 또는 제 13항에 있어서,
    상기 단계 a)에서 상기 얼라인 마크의 영상은 유선 또는 무선 방식으로 상기 컨트롤러에 전송되고,
    상기 단계 c)에서 상기 라인 스테이지의 상기 선형이동 및 상기 회전이동은 상기 컨트롤러에 의해 유선 또는 무선 방식으로 제어되는
    필름 인쇄 방법.
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